微合金X80管线钢焊接热影响粗晶区韧性与显微组织

（首钢技术研究院）

摘  要

以X80管线钢为研究对象，用Gleeble-1500型热模拟试验机模拟实际焊接条件下三丝纵列埋弧焊的单次焊接热循环过程，评价了微合金设计过程中CGHAZ的低温韧性，利用SEM、TEM及EBSD对X80管线钢模拟CGHAZ的显微组织、析出物形态、M/A岛以及大角度（不小于15。）晶界分布进行了研究。结果表明，随着钢中合金含量的降低，CGHAZ晶界析出Fe₃C型碳化物；粒状贝氏体晶粒取向趋于单一，大角度（不小于15°）晶界密度显著降低；M/A岛形貌由块状向长条状转变，且数量明显减少。

关键词  X80管线钢  热影响粗晶区  显微组织  冲击韧性

结  论

    1)采用微合金成分设计的X80管线钢的综合力学性能均处于较高水平，- 20℃冲击吸收功为(357±20)J。但随着主要微合金元素含量的降低，模拟CGHAZ冲击韧性呈明显下降，-10℃平均冲击吸收功最低达145 J，数据离散性同比增加。

    2)随着微合金含量的降低，X80管线钢在同一焊接热循环作用下表现出CGHAZ晶粒尺寸均匀性恶化，M/A岛形态由块状向细条状转变，晶间逐渐呈现正交Fe₃C型析出物，这是导致CGHAZ韧性降低及离散性大的主要因素。

3)通过EBSD分析技术有效量化了残余fcc相，表征了原奥氏体晶粒内部大角度晶界形态及密度。随着Cu- Ni合金含量的降低，残余fcc相含量由1. 2%降至0.1%，原奥氏体向贝氏体转变温度提高，相变驱动力减弱，CGHAZ晶界密度降低，贝氏体晶粒取向趋于单一，这是导致CGHAZ韧性降低及离散性大的机理表现。